Question

3．如图所示，重500N的物体与地面间的摩擦力为144N，为使物体在6s内匀速移动6m，必须在绳的自由端加60N的水平拉力．
（1）那么拉力做的有用功是多少J？
（2）此滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力做功功率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道物体移动的距离和摩擦力，根据W_有=fs求出有用功．
（2）根据绳子的段数，求出拉力移动的距离s'．根据W_总=Fs'求出总功；知道有用功和总功，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出滑轮组的机械效率．
（3）知道总功，即拉力做的功，据公式P=$\frac{W}{t}$可以计算出对应的功率．

解答 解：（1）物体与地面间的摩擦力为144N，为使物体匀速移动6m，所以有用功为：W_有=fs=144N×6m=864J．
（2）如图，绳子的段数为3段，所以拉力移动的距离是：s'=3s=3×6m=18m，所以总功为：W_总=Fs'=60N×18m=1080J．
所以，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{864J}{1080J}$×100%=80%．
（3）此时拉力的功率是：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1080J}{6s}$=180W；
答：（1）那么拉力做的有用功是多少864J；
（2）此滑轮组的机械效率是80%；
（3）拉力做功功率是180W．

点评 （1）能判断绳子的段数．
（2）对于滑轮组竖直方向拉动物体上升和水平方向拉动物体水平运动，要明确拉力做功是总功，物体上升或水平移动的功是有用功．